Apport des approches de la neurochirurgie chez la brebis à l`étude
publicité
(Paris, 6 Novembre 2008) Apport des approches de la neurochirurgie chez la brebis à l’étude de la libération de GnRH. Alain CARATY UMR 6175 Inra-Cnrs-Université de Tours-Haras Nationaux Physiologie de la Reproduction et des Comportements 37380 Nouzilly, France Le tournant des années 70 LRF : Luteotropin Releasing Factor LHRH : Luteotropin Hormone Releasing Hormone GnRH : Gonadotropin releasing Hormone pGlu – His – Trp – Ser – Tyr – Gly – Leu – Arg – Pro – GlyNH2 Décapeptide purifié en 1971 par les équipes de A. Schally et R. Guillemin Prix Nobel de médecine 1977 Gonadotropin-Releasing Hormone: One polypeptide Regulates Secretion of Luteinizing and Follicle Stimulating Hormones. A.V. Schally et al., SCIENCE 1971, 173; 1036-1038 La prédiction de A.V. Schally FSH-Releasing Hormone and LH-Releasing Hormone A.V. SCHALLY, A.J. KASTIN and A. ARIMURA Vitamines and Hormones 1972, 30 83-164. Contrôle de la fertilité et de la stérilité proche????????? 2008 •Problèmes de fertilité toujours présents •Mécanismes qui contrôlent de la libération de GnRH partiellement connus Difficulté de l’étude du GnRH •Neurones peux nombreux (800-3000) •Neurones dispersés •Quantité de peptide libérée faible Neurones à GnRH dans l’APO de brebis Detéction du GnRH par immunohistochimie dans les neurones de l’hypothalamus Leonardelli J, Barry J, Dubois MP, Demonstration by fluorescent antibody technic of a substance immunologically related to LH-RF in hypothalamus and median eminence in mammals. C R Acad Sci Hebd Seances Acad Sci D. 1973; 276:2043-6. Cobaye APO Bélier EM Léonardelli et al, 1973 Dubois, 1973 Est ce que la sécrétion de LH reflète fidèlement la libération de GnRH? Vaisseaux Portehypophysaires !RIA ! Non détectable !Méthodes in vitro ! Incubation d’hypothalamus ! Périfusion d’hypothalamus !Méthodes in vivo !Push pull !Microdialyse ! Prélèvements de LCR !Prélèvements de sang porte Clarke et Cummins, 1982 Prélèvement de sang porte hypophysaire chez la brebis Caraty et Locatelli, 1988 Caraty et Locatelli, 1988 Ouverture de la dure-mère Caraty et Locatelli, 1988 Sang du système porte Sang de la veine jugulaire. Caraty et Locatelli, 1988 40 30 20 10 10 0 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Bélier castré depuis 2 Mois 40 30 20 10 4 0 LH (ng/ml) 20 Bélier Intact LH (ng/ml) GnRH (pg/ml) 30 2 0 4 2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 10 0 6 GnRH (pg/ml) Effet de la castration chirurgicale sur la libération de la GnRH? LH (ng/ml) Bélier castré depuis 8 Jours GnRH (pg/ml) Contrôle de la sécrétion de la GnRH chez le mâle: Rôle des stéroïdes gonadiques. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 HEURES 9 Caraty et Locatelli, 1988 Le pulse de GnRH «!code!»la majorité des étapes de la reproduction 50 1500 25 30 1000 500 20 0 60 120 Minutes 10 0 0 30 D!’après O’Byrne et Knobil, 1993 et Caraty et al., 1993). 60 Minutes 5 LH (ng/ml) GnRH (pg/ml) 40 75 MUA ( Spikes /min) LH (ng /ml) 50 0 90 Mise en évidence d’un pic pré ovulatoire de GnRH chez la brebis: rôle de l’oestradiol? 10 4 5 2 0 0 2 1 20 0 40 20 2 10 0 80 60 40 0 54 4 30 20 0 42 6 Implant d’E2: Niveaux constant 0 60 40 50 Oestadiol (pg/ml) 6 GnRH (pg/ml) 15 Oestadiol (pg/ml) Brebis Castrée + oestradiol LH (ng/ml) LH(ng/ml) GnRH(pg/ml) Brebis cyclique 66 12 78 Heures après le retrait de progestérone 16 20 24 28 32 36 Heures après l’administration d’œstradiol Moenter et al., 1990 . and 1991 LH (ng/ml) 150 Sarkar et .al., 1976 100 1200 2400 1200 Oestrus Pro-oestrus 100 E2B 0 0 150 Xia et al., 1992 0 -10 10 40 5 20 0 42 54 66 78 Heures après le retrait de progestérone 10 0 200 Brebis 60 0 20 50 400 30 15 ! Vache ! Jument ! Chèvre 50 10 20 30 40 50 60 70 80 Heures 0 Mêmes caractéristiques GnRH(pg/ml) GnRH (pg/ml) LH(ng/ml) La libération pré ovulatoire de GnRH chez les autres espèces ? • Quel est le mode de libération du GnRH pendant le GnRH (pg/ml) GnRH (pg/ml) pic préovulatoire? 20 0 0 10 20 30 Minutes Prélèvements toutes les 30 secondes Sécrétion pulsatile 30 Sécrétion continue 40 20 10 0 0 4 8 Heures Prélèvements toutes les 10 minutes 10 20 30 40 Heures après administration d'œstradiol Moenter et al., 1992 Ce changement de libération du GnRH précède le début du pic préovulatoire de LH. I 30 II III LH (ng/ml) 30 EWE 1 GnRH (pg/min) 20 20 GnRH (1 min intervals) 10 10 LH (10min intervals) (Evans et al., 1995) 0 0 60 120 80 III overlap 180 240 300 360 IV GnRH (pg/min) 0 LH (ng/ml) 80 60 40 40 20 0 360 420 480 540 600 660 MINUTES 0 Effet d’une hypopglycémie insulinique sur la libération de CRF, AVP, ACTH, Cortisol chez le bélier castré. Insuline Insuline Glucose mg/dl 0.5mg 100 Insuline Insuline 5mg 0.5mg 5mg 80 60 40 20 0 ACTH (pg/ml) 2500 600 400 200 0 0 2 4 6 8 AVP (pg/ml) 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 2 4 6 8 10 12 14 Prélèvement de sang porte hypophysaire chez la brebis GnRH !Concentration: 5 – 100 pg/ml de peptide ! Fréquence de prélèvement: 30 s – 1 hour 2000 1500 1000 500 0 10 12 14 CORTISOL ("g/100ml) CRF (pg/ml) 800 20 0 2 4 6 8 10 12 14 0 2 4 6 8 10 12 14 Heures 10 0 Méthode alternative Prélèvement de liquide céphalo rachidien à partir du troisième ventricule !Durée: 6-72 heures ! Prélèvements (séance unique) Van Vugt, D.A., Diefenbach, W.D., Alston, E., Ferin, M. 1985. Gonadotropin-releasing hormone pulses in third ventricular cerebrospinal fluid of ovariectomized rhesus monkeys: correlation with luteinizing hormone pulses. Endocrinology. 117:1550-1558. Prélèvement de liquide céphalo rachidien à partir du troisième ventricule chez la brebis LCR GnRH LH Sang de la veine jugulaire LCR LV Th III V Radiographie aux rayons X laterale Recessus infundibulaire Temps en minutes Skinner et al., 1995. Heures après administration d’oestradiol 2 5 3 7 1 5 3 7 1 5 1 120 100 80 60 40 1 20 7 0 LH (ng/ml) LH (ng/ml) 3 3 GnRH (pg/ml) GnRH (pg/ml) 7 5 3 Skinner et al., 1995 . 0 2 4 6 8 10 12 Heures 60 40 20 0 20 30 40 Heures après oestradiol Caraty & Skinner 2008. Sécrétion préovulatoire Sécrétion pulsatile GnRH GnRH GnRH GnRH GnRH GnRH GnRH LCR LCR ... .. . .. . . . .. . ... ....... ...... . . . .... . Eminence médiane Eminence médiane Effet amplificateur de la progestérone sur la libération pré ovulatoire de la GnRH induite par l’oestradiol GnRH (pg/ml) LH (ng/ml) 250 Cycle 1 +P 200 150 30 20 100 10 50 0 40 10 20 30 0 250 Cycle 2 -P 200 150 30 20 100 10 50 0 40 10 20 30 0 250 Cycle 3 +P 200 150 30 20 100 50 0 40 10 20 30 Niveau Moyen GnRH (pg/ml) ** 10 40 0 LH (ng/ml) 15 5 +P -P 0 +P -P -P 200 150 50 0 0 40 30 20 100 10 Heures après l’administration d’oestradiol 80 250 Cycle 4 10 10 20 30 0 • Rôle de la durée prolongée du pic de GnRH GnRH ? LH Participerait au contrôle du comportement sexuel? " Rôle du GnRH bien connu chez: rat, hamster, singe… Comportement sexuel " Durée de GnRH = durée du comportement d’oestrus. -12 " Progestérone nécessaire au comportement d’oestrus 0 +12 120 +24 +36 Heures GnRH (pg/ml) 100 80 60 "Le GnRH dans le système ventriculaire. 40 20 0 60 40 LH (ng/ml) 20 0 20 30 40 Heures après oestradiol Pic de LH => index de sécrétion de GnRH Oestradiol Antagoniste GnRH Solvant Réceptivité (%) * 100 ** 80 ** Oestradiol * 60 2 40 1 20 0 OVULATION GnRH ? LH 0 11 24 32 36 40 44 48 52 56 72 Heures après oestradiol !Le GnRH préovulatoire participe à la pleine expression du comportement sexuel. -12 Comportement sexuel 0 +12 +24 +36 Hours Conclusion Le prélèvement de sang porte hypophysaire chez le mouton => méthode de choix pour l’étude de la neurosécrétion. GnRH mais aussi !CRF, AVP ! GHRH !TRH ! ?????? La technique de prélèvement de liquide céphalo-rachidien => méthode alternative avantages: obtenir des échantillons plusieurs fois sur le même animal plus simple techniquement à mettre en œuvre utilisée chez un plus grand nombre d’espèces (simien, bovin, ovin, caprin). désavantage: moins résolutive que la canulation du système porte Remerciements Fred Karsch Donal Skinner Alain Locatelli " " " " " Personnel Hôpital –Abattoir Personnel Bergerie Maryvonne Lanneau Bernadette Delaleu Didier Lomet
